Java（数组）动手动脑

1>数组作为方法参数

阅读并运行示例PassArray.java，观察并分析程序输出的结果，小结，然后与下页幻灯片所讲的内容进行对照。

源代码：

// PassArray.java
// Passing arrays and individual array elements to methods

public class PassArray {
    
    public static void main(String[] args) {
        int a[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
        String output = "The values of the original array are:\n";

        for (int i = 0; i < a.length; i++)
            output += "   " + a[i];

        output += "\n\nEffects of passing array " + "element call-by-value:\n"
                + "a[3] before modifyElement: " + a[3];

        modifyElement(a[3]);

        output += "\na[3] after modifyElement: " + a[3];

        output += "\n Effects of passing entire array by reference";

        modifyArray(a); // array a passed call-by-reference

        output += "\n\nThe values of the modified array are:\n";

        for (int i = 0; i < a.length; i++)
            output += "   " + a[i];
        
        System.out.println(output);
    }

    public static void modifyArray(int b[]) {
        for (int j = 0; j < b.length; j++)
            b[j] *= 2;
    }

    public static void modifyElement(int e) {
        e *= 2;
    }

}

运行结果：

实验分析：

引用传递：如果方法中有代码更改了数组元素的值，则直接修改了原始的数组元素，因为它将其地址传过去，原来地址所存储的数据已经改变。

按值传递：方法体中修改的仅是原始数组元素的一个拷贝，只是将数据的值传递过去进行运算，原来的数据值不变。

2>以下代码的输出结果是什么？为什么会有这个结果？

源代码：

public class ArrayInRam {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义并初始化数组，使用静态初始化
        int[] a = { 5, 7, 20 };
        System.out.println("a数组中的元素：");
        // 循环输出a数组的元素
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.print(a[i] + ",");
        }
        // 定义并初始化数组b，使用动态初始化
        int[] b = new int[4];
        // 输出b数组的长度
        System.out.println("\nb数组的初始长度为：" + b.length);
        // 因为a是int[]类型，b也是int[]类型，所以可以将a的值赋给b。
        // 也就是让b引用指向a引用指向的数组
        b = a;
        System.out.println("b=a,赋值之后，b数组的元素为：");
        // 循环输出b数组的元素
        for (int i = 0; i < b.length; i++) {
            System.out.print(b[i] + ",");
        }

        // 再次输出b数组的长度
        System.out.println("\n赋值之后，b数组的长度为：" + b.length);
    }
}

运行结果：

实验分析：

b = a 赋值不是将a的值赋值给b，而是将对象整体赋值给b，将a的地址传递给b，b指向a的内存空间,所以b的长度与a相等。

3>阅读程序WhatDoesThisDo.java, 解释程序所完成的功能。

public class WhatDoesThisDo {
    static int result;
    static String output;

    public static void main(String[] args) {
        int a[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
        result = whatIsThis(a, a.length);
        output = "Result is: " + result;
        System.out.println(output);
    }

    public static int whatIsThis(int b[], int size) {
        if (size == 1)
            return b[0];
        else
            return b[size - 1] + whatIsThis(b, size - 1);
    }
}

运行结果：

实验分析：
递归实现数组内各个数的和。

4>阅读程序WhatDoesThisDo2.java, 解释程序所完成的功能。

public class WhatDoesThisDo2 {
    public static void main(String[] args) {
        int a[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10  };
        StringBuilder sbBuilder=new StringBuilder();
        someFunction(a, 0, sbBuilder);
        System.out.println(sbBuilder);
    }
    public static void someFunction(int b[], int x, StringBuilder out) {
        if (x < b.length) {
            someFunction(b, x + 1, out);
            out.append(b[x] + "  ");
        }
    }
}

运行结果：

实验分析：

递归实现数组内数据逆序输出。

5>Arrays类中的静态方法

运行TestArrays.java，了解Arrays中的一些重要方法的用法。

import java.util.*;

public class TestArrays
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        //定义一个a数组
        int[] a = new int[]{3, 4 , 5, 6};
        //定义一个a2数组
        int[] a2 = new int[]{3, 4 , 5, 6};
        //a数组和a2数组的长度相等，每个元素依次相等，将输出true
        System.out.println("a数组和a2数组是否相等：" + Arrays.equals(a , a2));
        //通过复制a数组，生成一个新的b数组
        
        int[] b = Arrays.copyOf(a, 6); 
        System.out.println("a数组和b数组是否相等：" + Arrays.equals(a , b));
        //输出b数组的元素，将输出[3, 4, 5, 6, 0, 0]
        System.out.println("b数组的元素为：" + Arrays.toString(b));
        //将b数组的第3个元素（包括）到第5个元素（不包括）赋为1
        Arrays.fill(b , 2, 4 , 1);
        //输出b数组的元素，将输出[3, 4, 1, 1, 0, 0]
        System.out.println("b数组的元素为：" + Arrays.toString(b));
        //对b数组进行排序
        Arrays.sort(b);
        //输出b数组的元素，将输出[0, 0, 1, 1, 3, 4]
        System.out.println("b数组的元素为：" + Arrays.toString(b));    
    }
}

运行结果：
实验分析：
Arrays.equals(a , a2)：判断两数组数据值是否相等。
Arrays.copyOf（T[] original, int newLength）：通过复制原数组，生成一个新的数组，长度为newLength。
Arrays.toString(b)：将数组转化为字符串输出。
Arrays.fill(b , 2, 4 , 1):将数组b中3到5的元素用1来填充。
Arrays.sort(b)：将数组b进行排序。
6>阅读QiPan.java示例程序了解如何利用二维数组和循环语句绘制五子棋盘。

 
















源程序：

import java.io.*;

public class QiPan
{
    //定义一个二维数组来充当棋盘
    private String[][] board;
    //定义棋盘的大小
    private static int BOARD_SIZE = 15;
    public void initBoard()
    {
        //初始化棋盘数组
        board = new String[BOARD_SIZE][BOARD_SIZE];
        //把每个元素赋为"╋"，用于在控制台画出棋盘
        for (int i = 0 ; i < BOARD_SIZE ; i++)
        {
            for ( int j = 0 ; j < BOARD_SIZE ; j++)
            {
                board[i][j] = "╋";
            }
        }
    }
    //在控制台输出棋盘的方法
    public void printBoard()
    {
        //打印每个数组元素
        for (int i = 0 ; i < BOARD_SIZE ; i++)
        {
            for ( int j = 0 ; j < BOARD_SIZE ; j++)
            {
                //打印数组元素后不换行
                System.out.print(board[i][j]);
            }
            //每打印完一行数组元素后输出一个换行符
            System.out.print("\n");
        }
    }
    public static void main(String[] args)throws Exception
    {
        QiPan gb = new QiPan();
        gb.initBoard();
        gb.printBoard();
        //这是用于获取键盘输入的方法
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String inputStr = null;
                System.out.println("请输入您下棋的座标，应以x,y的格式：");
        br.readLine();//每当在键盘上输入一行内容按回车，刚输入的内容将被br读取到。
        while ((inputStr = br.readLine()) != null)
        {
            //将用户输入的字符串以逗号（,）作为分隔符，分隔成2个字符串
            String[] posStrArr = inputStr.split(",");
            //将2个字符串转换成用户下棋的座标
            int xPos = Integer.parseInt(posStrArr[0]);
            int yPos = Integer.parseInt(posStrArr[1]);
            //把对应的数组元素赋为"●"。
            gb.board[xPos - 1][yPos - 1] = "●";                
            /*
             电脑随机生成2个整数，作为电脑下棋的座标，赋给board数组。
             还涉及
                1.座标的有效性，只能是数字，不能超出棋盘范围
                2.如果下的棋的点，不能重复下棋。
                3.每次下棋后，需要扫描谁赢了
             */
            gb.printBoard();
            System.out.println("请输入您下棋的座标，应以x,y的格式：");
        }
    }
}

运行结果：

实验分析：

利用二维数组绘制棋盘并规定棋盘大小即二维数组的行和列；利用双层循环语句为二维数组赋值；输出数组时也要利用双层循环语句但要注意换行问题。

7>请编写一个程序将一个整数转换为汉字读法字符串。比如“1123”转换为“一千一百二十三”。

源程序：

public class Num1Rmb
{
    private String[] hanArr = {"零" , "一" , "二" , "三" , "四" , 
        "五" , "六" , "七" , "八" , "九"};
    private String[] unitArr = {"十" , "百" , "千","万","十万","百万"};

    /**
     * 把一个四位的数字字符串变成汉字字符串
     * @param numStr 需要被转换的四位的数字字符串
     * @return 四位的数字字符串被转换成的汉字字符串。
     */
    private String toHanStr(String numStr)
    {
        String result = "";
        int numLen = numStr.length();
        //依次遍历数字字符串的每一位数字
        for (int i = 0 ; i < numLen ; i++ )
        {
            //把char型数字转换成的int型数字，因为它们的ASCII码值恰好相差48
            //因此把char型数字减去48得到int型数字，例如'4'被转换成4。
            int num = numStr.charAt(i) - 48;
            //如果不是最后一位数字，而且数字不是零，则需要添加单位（千、百、十）
            if ( i != numLen - 1 && num != 0)
            {
                result += hanArr[num] + unitArr[numLen - 2 - i];
            }
            //否则不要添加单位
            else
            {
                
                //上一个数是否为“零”，不为“零”时就添加
                if(result.length()>0 && hanArr[num].equals("零") && result.charAt(result.length()-1)=='零')
                    continue;
                result += hanArr[num];
            }
        }
        //只有个位数，直接返回
        if(result.length()==1)
            return result;
        
        int index=result.length()-1;
        while(result.charAt(index)=='零'){
            index--;
        }
        if(index!=result.length()-1)
            return result.substring(0,index+1);
        else {
            return result;
        }
    }

    public static void main(String[] args) 
    {        
        Num1Rmb nr = new Num1Rmb();
        System.out.println("只支持整数（0~百万）");
        //测试把一个四位的数字字符串变成汉字字符串
        System.out.println(nr.toHanStr("1123"));    
   

运行结果：


实验分析：
利用数组将数字大写形式以及个十百千等表示出来，注意遇到0以及个位数的判断。
8>更进一步，能否将数字表示的金额改为“汉字表达？ 比如将“￥123.52”转换为“壹佰贰拾叁元伍角贰分”。
源代码：

//将数字表示的金额改为“汉字表达？ 比如将“￥123.52”转换为“壹佰贰拾叁元伍角贰分”。
public class Num1Rmb
{
    private String[] hanArr = {"零" , "壹" , "贰" , "叁" , "肆" , 
        "伍" , "陆" , "柒" , "捌" , "玖"};
    private String[] unitArr = {"分","角","元","拾" ,"佰" , "千","万","十万","百万"};
    
    private String toHanStr(String numStr)
    {
        
        String result = "";
        int point = numStr.indexOf(".");
        String integer = numStr.substring(0,point);//取该字符串整数部分
        String decimal = numStr.substring(point+1);//取该字符串小数部分
        String newNum = integer + decimal;//合成一个新的字符串
        int numLen = newNum.length();
        //依次遍历数字字符串的每一位数字
        for (int i = 0 ; i < numLen ; i++ )
        {
            //把char型数字转换成的int型数字，因为它们的ASCII码值恰好相差48
            //因此把char型数字减去48得到int型数字，例如'4'被转换成4。
            int num = newNum.charAt(i) - 48;
            //如果不是最后一位数字，而且数字不是零，则需要添加单位（千、百、十）
            if ( num != 0)
            {
                result += hanArr[num] + unitArr[numLen -1 - i];
            }
            //否则不要添加单位
            else
            {
                
                //上一个数是否为“零”，不为“零”时就添加
                if(result.length()>0 && hanArr[num].equals("零") && result.charAt(result.length()-1)=='零')
                    continue;
                result += hanArr[num];
            }
        }
        //只有个位数，直接返回
        if(result.length()==1)
            return result;
        
        int index=result.length()-1;
        while(result.charAt(index)=='零'){
            index--;
        }
        if(index!=result.length()-1)
            return result.substring(0,index+1);
        else {
            return result;
        }
    }

    public static void main(String[] args) 
    {        
        Num1Rmb nr = new Num1Rmb();
        System.out.println("（只支持两位小数，整数部分只支持百万）");
        //测试把一个四位的数字字符串变成汉字字符串
        System.out.println(nr.toHanStr("1.00"));
        System.out.println(nr.toHanStr("10.01"));
        System.out.println(nr.toHanStr("123.52"));
        System.out.println(nr.toHanStr("1000.56"));
        
    }
}

运行结果：

实验分析：

只需在上一个程序上稍作修改，将小数点去掉合成一个新的字符串，并在数组中添加“角”“分”“元”即可。

9>前面几讲介绍过JDK所提供的BigInteger能完成大数计算，如果不用它，直接使用数组表达大数，你能实现相同的功能吗?

源代码：

//大数类实现加和减两个功能
class BigNum{
    private char[] number = {'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'};
    public String Largenum(String s)
    {
        String result = "";
        int sLen = s.length();
        for(int i = 0; i < sLen; i++)
        {
            for(int j = 0; j < 10; j++)
            {
                if(s.charAt(i) == number[j])
                    result += number[j];
            }
        }
        return result;
    }
    public String plus(String s1,String s2)
    {
        String result1 = "";
        String result = "";//要返回的结果
        String longnumber = "";//位数较大的数
        String shortnumber = "";//位数较小的数
        String surplus = "";//多出来的数
        int s1Len = s1.length();
        int s2Len = s2.length();
        if(s1Len>s2Len)
        {
            shortnumber = s2;
            int m = s1Len - s2Len;
            for(int i = 0;i < m;i++)
                {surplus += s1.charAt(i);}//将s1比s2多出来的数据用surplus暂时存储
            for(int j = m;j < s1.length(); j++)
                {longnumber += s1.charAt(j);}//将s1剩下的数据用longnumber暂时存储
        }
        else if(s1Len<s2Len)
        {
            shortnumber = s1;
            int n = s2Len - s1Len;
            for(int i = 0;i < n;i++)
                {surplus += s2.charAt(i);}//将s2比s1多出来的数据用surplus暂时存储
            for(int j = n;j < s2.length(); j++)
                {longnumber += s2.charAt(j);}//将s2剩下的数据用longnumber暂时存储
        }
        else//两数据长度相等
        {
            shortnumber = s1;
            longnumber = s2;
        }
        boolean flag = true;
        int p = 0,q = 0,L = 0;
        for(int i = longnumber.length()-1; i >= 0; i--)//从个位开始计算
        {
            if(flag)
            {
                //把每个位强制转化为整数再相加
                p = shortnumber.charAt(i) - '0';
                q = longnumber.charAt(i) - '0';
                L = p + q;
            }
            else
            {
                //如果上一个位数两数相加大于10，则加1
                p = shortnumber.charAt(i) - '0';
                q = longnumber.charAt(i) - '0';
                L = p + q + 1;
            }
            if(L>=10 && i!=0)
            {
                String temp = String.valueOf(L);
                result1 += temp.charAt(1);
                flag = false;
                
            }
            else if(i == 0)
            {
                String temp = String.valueOf(L);
                result1 += temp.charAt(1);
                result1 += temp.charAt(0);
            }
            else
            {
                result1 += (char)(L+48);
                flag = true;
            }
        }
        for(int i = result1.length()-1; i >= 0;i--)
        {
            result += result1.charAt(i);
        }
        if(s1Len!=s2Len)
        {
            result = surplus + result;
        }
        return result;
    }
    public String subtraction(String s1,String s2)
    {
        String result = "";
        String result1 = "";
        String longnumber = "";//位数较大的数
        String shortnumber = "";//位数较小的数
        String surplus = "";//多出来的数
        int s1Len = s1.length();
        int s2Len = s2.length();
        if(s1Len>s2Len)
        { 
            shortnumber = s2;
            int m = s1Len - s2Len;
            for(int i = 0;i < m;i++)
                {surplus += s1.charAt(i);}//将s1比s2多出来的数据用surplus暂时存储
            for(int j = m;j < s1.length(); j++)
                {longnumber += s1.charAt(j);}//将s1剩下的数据用longnumber暂时存储
        }
        else if(s1Len<s2Len)
        {
            shortnumber = s1;
            int n = s2Len - s1Len;
            for(int i = 0;i < n;i++)
                {surplus += s2.charAt(i);}//将s2比s1多出来的数据用surplus暂时存储
            for(int j = n;j < s2.length(); j++)
                {longnumber += s2.charAt(j);}//将s2剩下的数据用longnumber暂时存储
        }
        else//两数据长度相等
        {
            longnumber = s1;
            shortnumber = s2;
        }
        int p = 0,q = 0,L = 0,x = 0;
        boolean flag = true;
        for(int i = longnumber.length()-1;i>=0;i--)
        {
            if(flag)
            {
                p = longnumber.charAt(i) - '0';
                q = shortnumber.charAt(i) - '0';
            }
            else
            {
                p = longnumber.charAt(i) - '0'-1;//被上一个运算借走1
                q = shortnumber.charAt(i) - '0';
            }
            if(p>=q && i != 0)
            {
                L = p - q;
                result1 += (char)(L+48);
                flag = true;
            }
            else if(p < q && i == 0)//向多余的数中借了1
            {
                L = p + 10 - q;
                result1 += (char)(L+48);
                x = 1;
                flag = false;
            }
            else
            {
                L = p + 10 - q;
                result1 += (char)(L+48);
                flag = false;
            }
        }
        for(int i = result1.length()-1; i >= 0;i--)
        {
            result += result1.charAt(i);
        }
        if(s1Len!=s2Len)
        {
            if(x == 1)
            {
                int ch ;
                ch = surplus.charAt(surplus.length()-1)- '0';
                ch -= 1;
                String surplus2 = "";
                for(int y = 0;y < surplus.length()-1;y++)
                {
                    surplus2 += surplus.charAt(x);
                }
                surplus2 += (char)(ch+48);        
                result = surplus2 + result;
            }
            else
            {
                result = surplus + result;
            }
            
        }
        return result;
    }
}
public class BigNumber {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        BigNum num = new BigNum();
        System.out.println(num.Largenum("1234567890987654321"));
        System.out.println(num.plus("9123456789", "2456123987"));
        System.out.println(num.subtraction("9087654321", "123456789"));
    }

}

运行结果：

实验分析：

利用数组实现大数的表示；大数的加减即将数的每个位分开计算，相加大于10或不够减分情况讨论即可。

10>随机生成10个数，填充一个数组，然后用消息框显示数组内容，接着计算数组元素的和，将结果也显示在消息框中。

设计思路：

通过for循环对数组内每一个数通过随机函数赋值，然后利用output按格式连接输出，编写方法实现数组内数据加和，然后用消息弹框形式输出。

程序流程图：

源程序代码：

//随机生成10个数，填充一个数组，然后用消息框显示数组内容，接着计算数组元素的和，将结果也显示在消息框中。
import javax.swing.JOptionPane;
import javax.swing.JTextArea;

public class RandomAdd {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int[] a = new int[10];
        String output = "";
        output += "Subscript\tValue\n";
        for(int i =0;i<10;i++)
        {
            a[i] = 1+(int)(Math.random()*100);
            output += i + "\t" + a[ i ] + "\n";
        }
        int result = 0;
        String output2 = "";
        result  = whatIsThis(a, a.length);
        output2 += "数组元素和为" + result;
        JTextArea outputArea = new JTextArea( 11, 10 );
          outputArea.setText( output );

          JOptionPane.showMessageDialog( null, outputArea,
             "Random Array",
             JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE );
          JOptionPane.showMessageDialog( null, output2,
                  "Add",
                  JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE );
          System.exit( 0 );
    }
    public static int whatIsThis(int b[], int size) {
        if (size == 1)
            return b[0];
        else
            return b[size - 1] + whatIsThis(b, size - 1);
    }
}

结果截图：

编程总结：
了解了一些JTextArea的用法，学会了如何实现字符串的分列输出。